Cacat Coran - Pengecoran Logam

Cacat Coran - Pengecoran Logam

1.       Porositas

Merupakan cacat yang terjadi akibat terperangkapnya gas dalam logam cair pada waktu proses pengecoran. Pada benda cor terdapat lubang-lubang baik pada permukaan maupun pada bagian dalam benda cor tersebut.

Cacat porositas ada 2 macam, yaitu:

a.      Interdendritic Shrinkage

Cacat yang terjadi akibat dari penyusutan pori-pori kecil antara dendrit. Cacat ini sering disebut juga microshrinkage atau shrinkage porosity (penyusutan porositas)

b.      Gas Porosity

Cacat ini biasa terjadi karena kelebihan hidrogen yang tidak dapat dimasukkan dalam struktur logam atau paduan kristal padat sehingga membentuk gelembung yang mungkin terperangkap dalam logam padat dan akhirnya menghasilkan porositas gas.

Penyebab:

·        Gas terbawa dalam logam cair selama pencairan;

·        Gas terserap dalam logam cair dari cetakan;

·        Titik cair terlalu tinggi dan waktu pencairan terlalu lama.

Solusi :

·        Mengontrol jumlah gas yang dihasilkan material pada cetakan pasir;

·        Memberi pasir yang memiliki kadar air rendah dan permeabilitas yang sesuai.

 

    

Gambar          : Interdendritic shrinkage dan porositas

Sumber            : Wright, 2010:349

 

2.       Shift (Pergeseran)

Merupakan cacat yang terjadi akibat dari ketidakcocokan masing-masing bagian dari coran. Biasanya terjadi dibagian pola belahan

Penyebab:

·        Pergeseran titik tengah pola;

·        Pergeseran titik tengah bagian core;

·        Rangka cetak yang kurang tepat;

·        Ukuran dimensi cetakan yang salah.

Solusi :

·        Memperbaiki desain cetakan sesuai dimensi dan ukuran yang tepat;

·        Memberikan pin atau pengunci agar tidak terjadi pergeseran.

Gambar            : Shift

Sumber            : Jain, 1964:311

 

3.       Dirt and Sand Inclusion (Kotoran dan Inklusi Pasir)

Merupakan cacat yang terjadi karena adanya partikel asing atau kotoran yang tertanam pada permukaan coran dan bisa juga karena adanya rontokan pasir yang melekat pada permukaan hasil coran.

Penyebab :

·        Adanya pasir yang terkikis selama penuangan logam cair;

·        Adanya kotoran pada cetakan;

·        Bagian Rongga cetakan kurang bersih.

Solusi :

·        Melakukan penuangan secara perlahan-lahan;

·        Pemberian saringan pada saluran penuangan sehingga kotoran tidak ikut masuk ke dalam cetakan;

·        Melakukan pemeriksaan dan pembersihan dibagian rongga cetakan.

 

Gambar            : Dirt and sand inclusion

Sumber            : Jain, 1964:312

 

4.       Hot Tears (Retak Panas)

Merupakan cacat retakan yang terjadi pada internal atau eksternal atau retak pada permukaan coran yang disebabkan oleh kontraksi setelah logam membeku. Retakan sering terjadi pada bagian fillet dan sudut dari suatu coran.

Penyebab:

·        Retakan akibat tegangan sisa karena adanya perbedaan pembekuan dan waktu penyusutan;

·        Penempatan gate dan riser yang tidak tepat;

·        Adanya temperatur penuangan yang salah.

Solusi:

·        Memperbaiki desain cetakan;

·        Menyeragamkan proses pembekuan;

·        Pemilihan cetakan yang tepat dan material core yang tepat untuk pengecoran;

·        Mengontrol kekerasan cetakan terhadap bahan pasir cetak.

Gambar            : Hot tears

 

5.       Fin (Sirip)

Merupakan cacat yang terjadi akibat penetrasi logam cair pada bagian cetakan kap dan drag. Apabila cetakan tidak tepat maka logam yang dicairkan akan mengisi celah-celah cetakan dan menimbulkan cacat seperti sirip.

Penyebab:

·        Penempatan cetakan kup dan drag yang tidak tepat;

·        Adanya penetrasi logam cair yang berlebihan;

Solusi:

·        Membuat permukaan cetakan yang halus dan rata;

·        Pemasangan kup dan drag harus tepat.

 

Gambar           : Fin

Sumber            : Jain, 1964:314

6.       Shrinkage (Penyusutan)

Merupakan cacat yang terjadi saat pembekuan. Pembekuan yang tidak seragam pada bagian coran menghasilkan perbedaan ketebalan dan luas permukaan yang cukup besar.

Penyebab:

·        Pembekuan yang tidak seragam;

·        Ukuran gating system yang tidak sesuai;

·        Letak riser yang kurang tepat;

·        Adanya temperature penuangan yang salah.

Solusi:

·        Penyeragaman pada saat proses pembekuan;

·        Meletakkan riser atau chill pada agar pembekuannya mengarah ke riser;

·        Gunakan suhu pemanasan 50°C – 100°C diatas suhu titik leburnya logam agar saat penurunan temperatur tidak terjadi penyusutan.

 

Gambar          : Shrinkage

 

7.   Swell  (pembengkakan)

Swell disebabkan karena cacat pada permukaan vertikal yang ditandai dengan adanya pembengkakan pada hasil coran.

 

Penyebab :

·     Erosi pada pasir karena pasir cetak mengalami deformasi akibat tekanan hidrostatik.

·     Pemadatan cetakan pasir yang kurang baik.

Cara pencegahannya :

·     Saat penuangan logam cair harus perlahan dan pada kecepatan konstan.

·     Pemadatan cetakan pasir harus baik.

 

Gambar          Cacat Swell

Sumber : Surdia dan Chijiwa, 2013 : 215

 

8.   Misrun (Pendinginan Cepat)

Misrun terjadi adanya rongga karena tidak cukup pemanasan logam cair, sehingga logam cair mulai membeku sebelum mencapai titik terjauh dari rongga cetakan.

Penyebab :

·     Coran terlalu tipis.

·     Temperatur penuangan terlalu rendah.

·     Laju penuangan terlalu lambat.

Cara pencegahannya :

·     Perencanaan sistem salurannya harus baik.

·    
Temperatur tuang harus cukup tinggi.

Gambar         Cacat Misrun

Sumber : Surdia dan Chijiwa, 2013 : 215

9.   Cacat Rat Tail

Cacat ekor tikus merupakan cacat dibagian luar yang dapat dilihat dengan mata. Bentuk cacat ini mirip seperti ekor tikus, yang diakibatkan dari pasir permukaan cetakan yang mengembang dan logam masuk kepermukaan tersebut.

Penyebab cacat ekor tikus atau kekasaran yang meluas disebabkan oleh :

-       Kecepatan penuangan terlalu lambat

-       Temperatur penuangan terlalu tinggi

-       Ketahanan panas pasir cetak rendah

Cara Pencegahannya :

-       Membuat saluran turun yang tepat dan sesuai bentuk coran

-       Mengecek temperature logam sebelum penuangan, tempertur tuang harus sesuai yang disyaratkan.

-       Melakukan penuangan dengan kecepatan yang cukup dan kontinyu.

Gambar Cacat Rat Tail

 

10.    Penetrasi Logam

Merupakan cacat di mana logam cair menembus dinding-dinding cetakan menyebabkan permukaan coran menjadi kasar.

Penyebabnya adalah :

-       Logam cair memiliki tekanan static dan dinamic yang berlebihan,

-       Pemadatan pasir kurang

Sedangkan cara pencegahan yang dapat dilakukan adalah dengan cara

-       Menggunakan pasir dengan kekuatan yang tinggi

-       Pemadatan pasir harus cukup

-        Memperhitungkan tumbukan aliran logam

Gambar     Cacat Penetrasi Logam

Sumber : Slamet, 2014 : 80

 

11.    Cacat Expansion Scab

Cacat berupa lapisan logam dengan permukaan kasar dibagian atas dan sejajar permukaan 

Penyebab :

-       Energi pemanasan yang besar serta lama terhadap dinding cavity pada saat proses penuangan (mengakibatkan pemuaian pasir dan tegangan permukaan yang besar)

-       menurunnya mampu tarik pasir cetak akibat kondensasi air beberapa mm dari permukaan cavity.

Solusi :

-       Kurangi peanambahan pasir baru (terutama bagi pengguna facing sand) untuk mengurangi efek pemuaian.

-       Tingkatkan kekuatan pasir cetak khususnya kekuatan tarik basah (wet tensile strength) dengan meningkatkan kandungan bentonit aktif (active clay)

Gambar 4.37 Cacat Expansion Scab